WO2005018309A1 - Method for providing data for a control system for a milk cooling arrangement of a milking system, and method for cooling milk in a milk cooling arrangement and control system for a milk cooling arrangement - Google Patents

Method for providing data for a control system for a milk cooling arrangement of a milking system, and method for cooling milk in a milk cooling arrangement and control system for a milk cooling arrangement Download PDF

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WO2005018309A1
WO2005018309A1 PCT/EP2004/009086 EP2004009086W WO2005018309A1 WO 2005018309 A1 WO2005018309 A1 WO 2005018309A1 EP 2004009086 W EP2004009086 W EP 2004009086W WO 2005018309 A1 WO2005018309 A1 WO 2005018309A1
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WO
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milk
cooling
milking
control system
milked
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Application number
PCT/EP2004/009086
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Inventor
Peter Kaever
Original Assignee
Westfaliasurge Gmbh
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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01JMANUFACTURE OF DAIRY PRODUCTS
    • A01J9/00Milk receptacles
    • A01J9/04Milk receptacles with cooling arrangements

Definitions

  • the subject matter of the invention relates to a method for providing data for a control system of a milk cooling arrangement with at least one cooling tank of a milking system, a method for cooling milk in a milk cooling arrangement and a control system of a milk cooling arrangement with at least one cooling tank.
  • the invention can be used in conventional milking systems, in semi-automatic and fully automatic milking systems and in robot-assisted milking systems.
  • the invention can be used not only in milking systems for milking cows, but also in milking systems for milking sheep, goats, horses, camels, buffaloes, yaks, moose and other milk-producing animals.
  • the milk milked by the animals is collected in a cooling tank and stored until the contents of the tank are removed and sent for further processing.
  • the milk is cooled to 4 ° C as quickly as possible, but within a maximum of three hours. If the temperature is too low, it can lead to signs of breakdown in the milk.
  • the fat particles are damaged, the proportion of free fatty acids in the milk increases, resulting in an aqueous milk. At a too high Temperature there is a risk of nucleation, so that the milk collected is no longer suitable for human consumption.
  • the temperature inside the cooling tank can rise above the temperature specification for storing the milk. This occurs particularly when there is little milk in the cooling tank or when the cooling tank was previously empty.
  • different requirements are placed on the cooling tank and the associated cooling devices.
  • large quantities of milk are produced twice a day during the milking period.
  • automatic milking systems especially with robot-assisted milking systems in which the animals have free access to the milking system, the milked milk is produced almost continuously. This results in the need to start cooling even with small amounts of milk.
  • the cooling tank can be provided with an agitator.
  • a buffer tank is placed in front of the cooling tank, into which the milked milk gets.
  • a milk cooling arrangement with at least one cooling tank of a milking system is known.
  • the cooling tank has a wall in which a cooling floor is arranged. The cooling takes place with direct evaporation of a refrigerant circulating in one or more evaporator cooling bottoms of the tank wall with connection to a refrigerating machine, the refrigerant expanded in the refrigerating machine evaporating therein while cooling the milk present via the evaporator cooling bottoms.
  • the chiller is switched on and off with a thermostat with a temperature sensor, which is located on the evaporator cooling floor at the lowest possible point in the cooling tank and measures the surface temperature there and / or the mixing temperature that occurs.
  • a thermostat with a temperature sensor, which is located on the evaporator cooling floor at the lowest possible point in the cooling tank and measures the surface temperature there and / or the mixing temperature that occurs.
  • evaporator base segments are arranged next to one another as the evaporator cooling base. These evaporator base segments can be switched on and off individually. They have individual cooling circuits.
  • Devices for controlling the temperature of the evaporator base segment or segments are provided which, depending on the surface temperature of the evaporator base segments and the vaporization temperature and / or the partial pressure of the refrigerant in the evaporator base segments, restrict and / or switch motor compressors on and off of the chillers.
  • thermostat is arranged on the evaporator cooling floor at the lowest possible point in the cooling tank, there is a risk that the length of time between the time when milk reaches a partially filled cooling tank and the activation of the refrigeration machine is so long that milk quality may be impaired during this time.
  • the present invention is based on the objective of a method for providing data for a control system Indicate Nursingkuhlan abdomen with at least "a cooling tank of a milking system, through which the responsiveness of the Nursingkuhlan ever is improved to changing milk flows.
  • the method according to the invention for providing data for a control system of a mill cooling arrangement with at least one cooling tank of a milking system is characterized in that at least cooling tank-related data and at least some milk-related data are determined and these are made available to the control system.
  • the control system of a milk cooling arrangement can generate specifications for the control of the milk cooling arrangement, in particular of the cooling tank. These specifications enable the arrangement and preferably the cooling tank to be controlled at a very early point in time, since it is no longer absolutely necessary to detect the newly flowing milk by sensors in the cooling tank.
  • the provision of data for a control system creates the possibility that the control system reacts in advance on the basis of the data made available, ie before possible sensors in the cooling tank indicate faults or rising temperatures. These measures not only improve control, but also improve the quality of the cooling, which has a positive effect on the storage of the milk.
  • the milk-specific data contain information about milk quantity milked, temperature, flow rate and / or the specific heat capacity of the milk.
  • This information is often already available at the milking parlor. With the help of this information, it is possible, for example, to prepare the cooling tank for the milk that is about to arrive or the amount of heat associated with it. This means that the capacity of the milk cooling arrangement, in particular of the cooling tank, can be adapted to the current cooling capacity requirement.
  • the coordination also includes the control of the cooling and mixing processes associated with cooling the milk.
  • the control system of a milk cooling arrangement is no longer exclusively dependent on the sensors inside the cooling tank, but that it has information about the amount of milk and its temperature and information about the amount of heat expected in the future, it can prepare for cooling the incoming amount of milk before the sensors inside the cooling tank exceed the required threshold values. Since the cooling tank is usually located further away from the milking stations and a certain time passes until the milk arrives from the milking station in the cooling tank, this time can be used according to the method according to the invention to prepare the milk cooling arrangement for the task ahead. If the milk cooling arrangement has a cooling device which contains at least one refrigerant store, then the refrigerant store can be largely completely filled with a larger amount of milk or heat to be expected.
  • the control system takes into account not only milk-specific data, but also cooling tank-related data.
  • This data contains information about the amount of milk in the cooling tank, the capacity of the cooling tank, the remaining capacity of the cooling tank, the temperature, cooling capacity and / or condition of a cooling device. This information enters the control system as parameters which are processed as signals by the control system.
  • the amount of milk produced during a milking process is individual for each animal. It also changes with the animal's lactation level. In the initial phase of lactation, the amount of milk that an animal gives off is greater than at the end of lactation of the animal. It is therefore advantageous if the control system is also provided with animal-specific data. In this way, an adaptation of the milk cooling arrangement to the upcoming task can be postponed to a point in time that is very early, i.e. possibly even before the start of a milking process.
  • the amount of milk to be expected can be determined on the basis of historical data about the animal. This can then be transmitted to the control system as a predicted value. If necessary, this predicted value can be subjected to a safety factor that takes into account an uncertainty about the milk quantity dispensed by the animal in question, so that a cooling capacity that is not too high is provided. Since the cooling with one Energy consumption is connected, this energy consumption is cost-determining for the operation of the milk cooling arrangement. This has an effect in particular when the cooling pumps and compressors of a milk cooling arrangement run in the optimal range. In addition to the provision of animal-specific data, it is advantageous if the control system is provided with group and herd-specific data, statistical data and / or milking parlor management data.
  • a temporal distribution of the expected milk quantities can be determined from the group and herd-specific data.
  • This data contains information about the frequency with which the individual animals visit the milking system and the time interval between two milking processes. From this it can be determined when, for example, a plurality of animals visit the milking system and what amount of milk is likely to be produced.
  • Preparatory measures can be carried out on the milk cooler arrangement in advance of the expected milking processes. Here it can. is, for example, the preparation of another cooling tank if it is determined that the amount of milk to be expected is greater than the remaining capacity of another cooling tank.
  • the control system can also coordinate the milk flows from the milking stations to the cooling tanks.
  • the provision of the cooling tank-related data which is, for example, the current tank capacity, which can also be calculated from the capacity of the cooling tank and the current filling quantity, is helpful for this purpose.
  • the internal state variables of the cooling tanks such as fill level, remaining capacity, temperature, cooling capacity, state of the cooling units, etc.
  • a - Milking parlor control the loading of the cooling tanks with the milked amount of milk can be coordinated and optimized.
  • the present invention is based on the objective of proposing methods for cooling milk in a milk cooling arrangement which enables effective cooling.
  • energy savings are sought.
  • This object is achieved according to the invention by a method for cooling milk in a milk cooling arrangement with at least one cooling tank and at least one cooling device of a milking system with the features of claim 5.
  • Advantageous further developments and refinements of the method are the subject of the dependent claims.
  • a determination of a quantity of milk milked at at least one milking parlor and a temperature of the quantity of milk milked, which is at least partially conducted into at least one cooling tank, is determined.
  • the amount of milk and the temperature of the amount of milk in the cooling tank into which the milked amount is fed is determined.
  • at least one parameter is determined. It is checked whether the parameter lies within a tolerance range, in particular the parameter is compared with a predefined threshold value.
  • the kitchen device is activated when the at least one parameter lies outside a tolerance range, in particular when the parameter exceeds a predetermined threshold value.
  • This procedure according to the invention ensures that, for example, a cooling device of a milk cooling arrangement is activated at a very early point in time when the at least one parameter lies outside a tolerance range. If this is not the case, the milked amount of milk can get into the cooling tank without the cooling device being activated. Such a situation exists, for example, when the amount of milk or the amount of heat that would have to be extracted from the milk is very small compared to the amount of milk in the cooling tank. If necessary, an agitator can be switched on, which leads to an equalization of the milk temperature in the tank.
  • the method according to the invention also offers the advantage that cooling capacity is only used when it is actually required. From an energetic point of view, this procedure has numerous advantages, in particular the energy consumption required to operate the milk cooling arrangement can be minimized.
  • the heat quantity of the milked milk quantity be determined as at least one parameter. This is the amount of heat that is to be extracted from the milked milk up to the temperature in the cooling tank.
  • the parameter can be used to determine how the milk cooling arrangement is to be controlled so that the excess amount of heat is transferred to the refrigerated goods, i.e. the milked amount of milk, must be withdrawn.
  • the opening time of an expansion valve for a refrigerant can be determined, for example.
  • a theoretical mixture temperature in the cooling tank can be determined as a parameter become. This theoretical mixing temperature can approximate according to the following relationship
  • T - *> ⁇ i ⁇ ⁇ c ⁇ + m m c M ) (T ⁇ -T 0 ) + m M -c M (T M -T 0 ) m r c ⁇ + m MT ⁇ c M + m M • c M can be determined, whereby
  • T m the mixing temperature
  • T 0 the reference temperature
  • mj the mass of the tank
  • CT the specific heat capacity of the tank
  • niMT the mass of milk in the tank
  • T T the temperature of the tank and milk
  • ⁇ UM the mass of milked
  • CM the specific Heat capacity of milk
  • TM the temperature of milked milk
  • the cooling device is activated. It can also be seen from the relationship that, with a small mass of the milked amount of milk, the theoretical mixing temperature has only a slight increase, so that it is not absolutely necessary to activate a cooling device if only small amounts of milk are to be expected.
  • the temperature of the milked amount of milk can be estimated and / or measured. An estimate of the temperature is particularly advantageous if the method according to the invention is used in milking systems which do not contain any temperature sensors for the milk quantities. However, it is preferred to determine the temperature of the amount of milk by measurement. In particular, the temperature of the milked amount of milk is determined at the milking stall, at the milk collecting vessel, after the plate cooler and / or at the entry into the cooling tank. Since the milk travels a certain distance in the piping system from the milking stall to the cooling tank, the milk can cool down if necessary.
  • the extent of the cooling can be estimated so that the temperature of the milked amount at the milking stall is measured while the temperature at the entrance to the cooling tank is estimated.
  • Information for the control system of a milk cooling arrangement can be provided from the temperature to be expected at the entry into the cooling tank. If the milk is cooled, the cooling output would be too high, taking into account the measured temperature at the milking stall.
  • the cooling capacity can be adapted to the estimated temperature value at the entry into the cooling tank. This is not only the case if the milk cools down during the flow, but also if the milk would heat up on the way from the milking station to the cooling tank. In such a case, the cooling capacity would then have to be higher than the temperature determined at the milking parlor.
  • the cooling capacity also necessary for cooling the milk depends essentially on the milked amount of milk. It is also necessary to provide sufficient cooling capacity even with a maximum amount of milk. It is therefore suggested that the milked amount is forecast according to animal-specific or group-related or herd-related data. With this measure, the necessary cooling capacity depending on the forecast amount of milk can be provided in advance of the milking processes. The seasonal or lactation-related factors influencing the forecast amount of milk from animal-specific data can also be taken into account. Such a procedure is particularly suitable for milking systems in which animals are fed to the milking system at certain times. The milked amount can not only be predicted from animal-specific data, but can also be determined directly or indirectly. This increases the accuracy.
  • the milk volume can be determined by measuring the milk volume or from data from a milk pump.
  • the amount of milk can be the amount of milk that was milked at the individual milking places, it is also possible to combine several milking places into groups and to determine the milked amount of the group.
  • a first approximate value for the parameter be determined from animal-specific data and the cooling device is activated when the
  • Approximate value lies outside a tolerance field, in particular exceeds a predetermined threshold value. This measure ensures that the cooling device is activated early enough to adequately store the expected amount of milk in the cooling tank.
  • the approximate value can be tracked, this means that this approximate value is also below
  • the actual conditions is corrected.
  • This is particularly advantageous if the milking time of the animals is very different.
  • an animal can be in a milking parlor are milked while milking has not yet started at another milking station, the milking process at the first milking station and the milking process at the second milking station overlapping in time, so that, under certain circumstances, an increased amount of milk can be expected.
  • the cooling capacity be increased but also reduced, since, for example, the milking process has already been completed at the first milking station, while the milking process is nearing its end at the second milking station.
  • the point in time or the points in time at which the milked quantity reaches the cooling tank is or are determined.
  • the flow velocity of the milk is determined at at least one relevant point in the milking system.
  • the milking system has several milking places, it is proposed that at least some milking places, preferably all milking places, at least determine the milk quantities milked at the milking places concerned. This can be an actual milk quantity determination. As an alternative or in addition, theoretical milk quantity determinations can also be carried out, based on the animal-specific data.
  • the cooling device is preferably activated when at least one parameter lies outside a tolerance range, in particular exceeds a predetermined threshold value.
  • the parameter can be a system parameter, which is composed of a plurality of parameters, wherein individual parameters can be assigned to individual milking stations.
  • the milking station-specific parameters can be determined at the milking station itself.
  • the parameters can also be determined centrally, preferably in a herd management system. Both milking-specific parameters and a system parameter can be determined.
  • cooling tanks are provided. Individual places or all of them can be connected to a cooling tank.
  • An embodiment of a milking system is preferred, in which the milking stations can optionally be connected to or separated from the cooling tanks.
  • the milk quantity can be the milk quantity of individual milking places.
  • groups of milking stations can be connected to or separated from the individual cooling tanks.
  • the present invention is also based on the objective of specifying a control system for a milk cooling arrangement which can be implemented using simple means.
  • Control system of a milk cooling arrangement with at least one cooling tank and at least one cooling device has a signal evaluation device, to which signals are provided which correspond to milk cooling arrangement-related and milk-specific data from at least some milking stations.
  • An actuator interacts with the signal evaluation device and the milk cooling arrangement and actuates the milk cooling arrangement, in particular a cooling device, as a function of the signals supplied by the signal evaluation device and the actuator.
  • at least one milking parlor has a milking parlor control that is a component of the control system. This configuration of the control system enables the milking parlor control to coordinate the control specifications of the milk cooling arrangement.
  • the milking parlors have milking parlor controls with comfortable displays and setting options. These can also be used to control the milk cooling arrangement.
  • the display can be used to display the parameters of the milk cooling arrangement or the status of the milk cooling arrangement. This results in increased comfort for the operator. Furthermore, this measure creates the possibility for the operating personnel to be able to react more quickly to possible irregularities during a milking process, since in most cases these are located at the milking stall.
  • the display and storage of the state of the milk cooler arrangement can also take place at Mell ⁇ latz, so that the operator has current data about the state of the milk cooler arrangement on site.
  • the signal evaluation device is formed by a central data processing system. It can be part of a plant management system, in particular the herd management system. The herd management system can transmit data, in particular animal-specific data, to the signal evaluation device.
  • the performance of the milk cooling arrangement can be improved. Shorter cooling times and improved use of resources within the cooling device can thus be achieved.
  • the setting of parameters and the recording of states of the milk cooling arrangement can be carried out comfortably.
  • the essential control and control information of the dairy farm can be called up on the central computer.
  • the embodiment shown in the figure shows schematically the interaction of several components of a milking system.
  • the milking system has a milking parlor control 1 which is connected to milking parlor control devices 2.
  • the milking parlor control devices communicate with the milking parlor control 1.
  • the milking parlor control 1 also controls milk pumps 3.
  • the milking parlor control 1 can be a control that controls a single milking station. Several milking parlor controls 1 can also be provided, which control individual milking parlors, which are not shown. There is also the possibility that a milking parlor control is provided for several milking parlors. In addition to these basic variants, milking systems can also be designed that contain mixed forms of milking parlor controls.
  • the milking parlor control unit 1 transmits milk-specific data to the milking parlor control unit 1, which controls sensors (not shown). These data contain information about the milked amount of milk, the temperature of the milk and preferably the specific heat capacity of the milk.
  • the milk pump controller 3 can provide the milking parlor controller 1 with data relating to the amount of milk milked.
  • the milking parlor control 1 can furthermore contain information about the animal currently at the milking stall. Within the milking parlor control it is possible to provide information continuously but also when threshold values are exceeded. These threshold values can be determined with knowledge of the internal state variables and settings of the control system of a milk cooling arrangement.
  • the milking parlor control can be a branched system, so that individual milking parlor controls or milking control devices are connected to the control system of a milk cooling arrangement.
  • central process control for example within a herd management program. This herd management program delivers the necessary signals and data to the control system of a milk cooling arrangement.
  • the milking parlor control 1 can obtain the relevant information about the milked amount of milk from the activity of the breast pump. This information is provided by the breast pump control 3.
  • the estimated time for the arrival of the milked milk in the cooling tank can be derived from the activity of the breast pump and the sensors connected to it.
  • the milking parlor control 1 can provide the coordination of the control specifications and the milk flows. For this purpose, it is helpful to transmit the current tank capacity, for example, which can also be calculated from the capacity of the cooling tank and the current filling quantity. With the help of these internal state variables such as level, remaining capacity, temperature, cooling capacity, state of the cooling units, etc., the milking parlor control can coordinate and optimize the loading of the cooling tank with the milk that is currently milked.
  • the milk cooling arrangement 4 is connected to the milking parlor control 1.
  • the milk cooling arrangement 4 comprises a tank controller 5, a cooling tank 6, cooling devices 7 and tank serisors 8.
  • the tank sensors 8 provide information about the current state of the cooling tank 6.
  • the cooling units 7 are connected to the tank controller 8 or to the milking parlor controller 1 in such a way that the information technology Milking parlor control and / or the tank control controls the cooling units 7 according to the requirements.
  • the milking parlor control provides information about the temperature and the milk volume. From these quantities, as well as from the knowledge of the specific heat capacity of the milked amount and the known state variables within the cooling tank, the amount of heat that must be extracted from the milked amount can be calculated, i.e. the cooling capacity that is necessary so that the temperature in the cooling tank within the certain Tolerance field lies.
  • the temperature in the cooling tank is preferably 4 ° C.
  • the tank control and the cooling units 7 can be activated accordingly, taking into account the known cooling capacity.
  • T m the mixing temperature
  • mx the mass of the tank
  • ni M x the mass of milk in the tank
  • T the temperature of the tank and milk mM the mass of milked milk
  • CM the specific Heat capacity of the milk and TM are the temperature of the milked milk.
  • the milking parlor control can have displays and setting means which belong to the control. By transferring the set parameters, parameters can be transmitted to the tank controller. This is generally more convenient to carry out than the control itself, since the operator is predominantly in the area of the milking parlor control or when operating the herd management.
  • the state variables of the milk cooling system can also be displayed and queried on the milking parlor control. By coordinating the milking parlor control and tank control, shorter cooling times and an improved utilization of the resources within the milk cooling arrangement are used.
  • the setting of parameters and the recording of states of the milk cooling arrangement are also more convenient to implement. In addition, a faster adaptation to the changing conditions within a milking system can also be achieved.
  • the invention also offers the possibility of retrofitting existing milking systems without a significantly high outlay being necessary for this.

Abstract

In order to improve the functionality of a cooling arrangement (4), the invention provides a method for providing data for a control system for a milk cooling arrangement (4), a method for cooling milk in a milk cooling arrangement, and a control system. Data, which are relevant to the cooling tank and which are at least specific to the milk at at least two milking stations, are determined for the control system of a milk cooling arrangement of a milking system and are provided to said control system. At least one characteristic quantity is determined from this data, and the milk cooling arrangement is activated when at least one characteristic quantity lies outside a tolerance zone, particularly when it exceeds a predetermined threshold value. Shorter cooling times and an improved use of resources are achieved due to the interaction of the milking parlor control with the control system of a milk cooling arrangement. In addition, the invention enables an operator to set parameters and log the operation of the milk cooling arrangement in a convenient manner.

Description

Verfahren zur Bereitstellung vom Daten für ein Steuerungssystem für eine MUchkfihlanordnung eines Melksystems sowie Verfahren zur Kühlung von Milch in einer Milchkuhlanordnung und Steuerungssystem für eine Milchkuhlanordnung Method for providing data for a control system for a milking system in a milking system and method for cooling milk in a milk cooling system and control system for a milk cooling system
Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bereitstellung von Daten für ein Steuerungssystem einer Milchkuhlanordnung mit wenigstens einem Kühltank eines Melksystems, ein Verfahren zur Kühlung von Milch in einer Milchkuhlanordnung sowie ein Steuerungssystem einer Milchkuhlanordnung mit wenigstens einem Kühltank. Die Erfindung kann in konventionellen Melksystemen, in halbautomatischen und vollautomatischen Melksystemen sowie in robotergestützten Melksystemen verwendet werden.The subject matter of the invention relates to a method for providing data for a control system of a milk cooling arrangement with at least one cooling tank of a milking system, a method for cooling milk in a milk cooling arrangement and a control system of a milk cooling arrangement with at least one cooling tank. The invention can be used in conventional milking systems, in semi-automatic and fully automatic milking systems and in robot-assisted milking systems.
Die Erfindung kann nicht nur bei Melksystemen zum Melken von Kühen eingesetzt werden, sondern auch bei Melksystemen zum Melken von Schafen, Ziegen, Pferden, Kamelen, Büffeln, Yaks, Elchen und sonstigen Milch abgebenden Tieren.The invention can be used not only in milking systems for milking cows, but also in milking systems for milking sheep, goats, horses, camels, buffaloes, yaks, moose and other milk-producing animals.
Bei den bekannten Melksystemen wird die von den Tieren ermolkene Milch in einem Kühltank gesammelt und aufbewahrt, bis der Inhalt des Tanks entnommen und einer weiteren Verarbeitung zugeführt wird. Um sicherzustellen, dass während der Lagerung der Milch, diese seine Eigenschaften beibehält, ist es notwendig, dass die Milch so schnell wie möglich, maximal aber binnen drei Stunden bis auf 4° C abgekühlt wird. Eine zu tiefe Temperatur kann dazu führen, dass mit Zerfallserscheinungen in der Milch gerechnet werden kann. Bei gef orener Milch werden die Fettpartikel beschädigt, der Anteil freier Fettsäuren in der Milch nimmt zu, wobei eine wässrige Milch entsteht. Bei einer allzu hohen Temperatur besteht die Gefahr einer Keimbildung, so dass die gesammelte Milch nicht mehr für den menschlichen Verzehr geeignet ist.In the known milking systems, the milk milked by the animals is collected in a cooling tank and stored until the contents of the tank are removed and sent for further processing. To ensure that the milk retains its properties during storage, it is necessary that the milk is cooled to 4 ° C as quickly as possible, but within a maximum of three hours. If the temperature is too low, it can lead to signs of breakdown in the milk. In the case of frozen milk, the fat particles are damaged, the proportion of free fatty acids in the milk increases, resulting in an aqueous milk. At a too high Temperature there is a risk of nucleation, so that the milk collected is no longer suitable for human consumption.
Bei der Beschickung des Kühltanks mit frisch ermolkener Milch, welche eine Temperatur besitzt, die deutlich über der Lagertemperatur liegt, kann die Temperatur im Kühltankinneren über die Temperaturvorgabe zur Lagerung der Milch ansteigen. Dies tritt insbesondere dann auf, wenn wenig Milch im Kühltank vorhanden ist, beziehungsweise wenn der Kühltank vorher leer war. In Abhängigkeit von dem Melksystem sind an dem Kühltank und die zugehörigen Kühleinrichtungen unterschiedliche Anforderungen gestellt. Bei herkömmlichen Melksystemen, bei welchen in der Regel zweimal am Tag gemolken wird, fallen zweimal am Tag große Milchmengen während der Melkdauer an. Bei automatischen Melksystemen, insbesondere bei robotergestützten Melksystemen bei denen die Tiere einen f eien Zugang zum Melksystem haben, fällt die ermolkene Milch quasi kontinuierlich an. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, bereits bei geringen Milchmengen mit der Kühlung zu beginnen.When freshly milked milk is loaded into the cooling tank, which has a temperature that is significantly above the storage temperature, the temperature inside the cooling tank can rise above the temperature specification for storing the milk. This occurs particularly when there is little milk in the cooling tank or when the cooling tank was previously empty. Depending on the milking system, different requirements are placed on the cooling tank and the associated cooling devices. In conventional milking systems, in which milking is usually carried out twice a day, large quantities of milk are produced twice a day during the milking period. With automatic milking systems, especially with robot-assisted milking systems in which the animals have free access to the milking system, the milked milk is produced almost continuously. This results in the need to start cooling even with small amounts of milk.
Um eine Temperaturschichtung der Milch innerhalb des Kühltanks zu vermeiden, ist auch bekannt, dass der Kühltank mit einem Rührwerk versehen sein kann. Um die Zeitspanne bis zum Erreichen ordnungsgemäßer Rührwerkfunktionen und zum Einschalten der Kühlung zu verkürzen, ist vor dem Kühltank ein Puffertank angeordnet, in den die ermolkene Milch gelangt.In order to avoid temperature stratification of the milk within the cooling tank, it is also known that the cooling tank can be provided with an agitator. In order to shorten the time span until proper agitator functions are reached and the cooling is switched on, a buffer tank is placed in front of the cooling tank, into which the milked milk gets.
Es ist auch bekannt, dass die ermolkene Rohmilch, bevor diese in den Kühltank gelangt, einer Vorkühlung unterzogen wird. Hierzu dienen Plattenkühler in denen die Rohmilch ein Teil der Wärme an Kühlwasser abgibt. Das erwärmte Kühlwasser kann als Tränkewasser verwendet werden. Durch die DE 100 39 014 AI ist eine Milchkuhlanordnung mit wenigstens einem Kühltank eines Melksystems bekannt. Der Kühltank weist eine Wandung auf, in der ein Kühlboden angeordnet ist. Die Kühlung erfolgt unter Direktverdampfung eines in einem oder mehreren Verdampfer-Kühlböden der Tankwandung unter Anschluss an eine Kältemaschine zirkulierenden Kältemittels, wobei das in der Kältmaschine entspannte Kältemittel unter Kühlung der über den Verdampfer- Kühlböden anstehenden Milch in diesen verdampft. Das Ein- und Ausschalten der Kältemaschine erfolgt mit einem Thermostat mit Temperaturfühler, welcher am Verdampfer-Kühlboden an einem möglichst tiefen Punkt im Milc ühltank angeordnet ist und die dortige Oberflächentemperatur misst und/oder die sich einstellende Mischtemperatur. Zur sofortigen Kühlung einfließender Milchmengen in einem mit Milch zu bedeckenden Bereich des Kühlbodens sind als Verdampfer-Kühlboden Verdampfer-Bodensegmente nebeneinander angeordnet. Diese Verdampfer-Bodensegmente sind einzeln zuschaltbar sowie abschaltbar. Sie weisen einzelne Kühlkreisläufe auf. Zur Regelung der Temperatur des oder der Verdampfer-Bodensegmente sind Vorrichtungen vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur der Verdampfer- Bodensegmente und der Verdampfungstemperatur und/oder des Partialdruckes des Kältemittels in den Verdampfer-Bödensegmenten eine Drosselung und/oder Zu- und Abschaltung von Motorkompressoren der Kältemaschinen bewirken.It is also known that the milked raw milk is subjected to a pre-cooling before it enters the cooling tank. Plate coolers in which the raw milk gives off part of the heat to cooling water are used for this purpose. The heated cooling water can be used as drinking water. From DE 100 39 014 AI a milk cooling arrangement with at least one cooling tank of a milking system is known. The cooling tank has a wall in which a cooling floor is arranged. The cooling takes place with direct evaporation of a refrigerant circulating in one or more evaporator cooling bottoms of the tank wall with connection to a refrigerating machine, the refrigerant expanded in the refrigerating machine evaporating therein while cooling the milk present via the evaporator cooling bottoms. The chiller is switched on and off with a thermostat with a temperature sensor, which is located on the evaporator cooling floor at the lowest possible point in the cooling tank and measures the surface temperature there and / or the mixing temperature that occurs. For immediate cooling of the amount of milk flowing into an area of the cooling base to be covered with milk, evaporator base segments are arranged next to one another as the evaporator cooling base. These evaporator base segments can be switched on and off individually. They have individual cooling circuits. Devices for controlling the temperature of the evaporator base segment or segments are provided which, depending on the surface temperature of the evaporator base segments and the vaporization temperature and / or the partial pressure of the refrigerant in the evaporator base segments, restrict and / or switch motor compressors on and off of the chillers.
Dadurch, dass das Thermostat am Verdampfer-Kühlboden an einem möglichst tiefen Punkt im Kühltank angeordnet ist, besteht die Gefahr, dass die Zeitdauer, zwischen dem Zeitpunkt, zu dem Milch in einen teilweise gefüllten Kühltank gelangt und der Aktivierung der Kältemaschine so groß ist, so dass es während dieser Zeit zu einer Beeinträchtigung der Milchqualität kommen kann.Because the thermostat is arranged on the evaporator cooling floor at the lowest possible point in the cooling tank, there is a risk that the length of time between the time when milk reaches a partially filled cooling tank and the activation of the refrigeration machine is so long that milk quality may be impaired during this time.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Zielsetzung zugrunde, ein Verfahren zur Bereitstellung von Daten für ein Steuerungssystem einer Milchkuhlanordnung mit wenigstens " einem Kühltank eines Melksystems anzugeben, durch welches das Ansprechverhalten der Milchkuhlanordnung auf sich ändernde Milchströme verbessert wird.Proceeding from this, the present invention is based on the objective of a method for providing data for a control system Indicate Milchkuhlanordnung with at least "a cooling tank of a milking system, through which the responsiveness of the Milchkuhlanordnung is improved to changing milk flows.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Bereitstellung von Daten für ein Steuerungssystem einer Milchkuhlanordnung mit wenigstens einem Kühltank eines Melksystems gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens zur Bereitstellung von Daten ist Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by a method for providing data for a control system of a milk cooling arrangement with at least one cooling tank of a milking system. Advantageous further developments and refinements of the method for providing data are the subject of the dependent claims.
Das erfmdungsgemäße Verfahren zur Bereitstellung von Daten für ein Steuerungssystem einer Müchkühlanordnung mit wenigstens einem Kühltank eines Melksystems zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens kühltankbezogene sowie an wenigstens einigen Melkplätzen mindestens milchspezifische Daten ermittelt und diese dem Steuerungssystem zur Verfügung gestellt werden.The method according to the invention for providing data for a control system of a mill cooling arrangement with at least one cooling tank of a milking system is characterized in that at least cooling tank-related data and at least some milk-related data are determined and these are made available to the control system.
Dadurch, dass neben den kühltankbezogenen Daten, dem Steuerungssystem einer Milchkuhlanordnung auch mindestens milchspezifische Daten wenigstens eines Melkplatzes bereitgestellt werden, kann das Steuerungssystem Vorgaben für die Steuerung der Milchkuhlanordnung, insbesondere des Kühltanks generieren. Durch diese Vorgaben wird eine Steuerung der Anordnung und vorzugsweise des Kühltanks zu einem sehr frühen Zeitpunkt ermöglicht, da es nicht mehr zwingend notwendig ist, die neu einströmende Milch durch Sensoren im Kühltank zu erfassen. Durch die Bereitstellung von Daten für ein Steuerungssystem wird die Möglichkeit geschaffen, dass das Steuerungssystem aufgrund der zur Verfügung gestellten Daten im Vorfeld reagiert, d.h. bevor mögliche Sensoren im Kühltank Störungen beziehungsweise steigende Temperaturen anzeigen. Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die Steuerung verbessert, sondern es kann auch die Qualität der Kühlung verbessert werden, was sich positiv auf die Lagerung der Milch auswirkt. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die milchspezifischen Daten, Informationen über ermolkene Milchmenge, Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit und/oder die spezifische Wärmekapazität der Milch enthalten. Diese Informationen liegen häufig bereits am Melkplatz vor. Mit Hilfe dieser Informationen ist es beispielsweise möglich, den Kühltank auf die bald eintreffende Milch beziehungsweise die damit verbundene Wärmemenge vorzubereiten. Dies bedeutet, dass die Leistungsanpassung der Milchkuhlanordnung, insbesondere des Kühltanks an den aktuellen Bedarf an Kühlleistung möglich ist. In die Koordination eingeschlossen ist auch die Ansteuerung der Kühl- und Mischungsvorgänge, die mit einer Kühlung der Milch einhergehen.The fact that, in addition to the cooling tank-related data, the control system of a milk cooling arrangement also provides at least milk-specific data of at least one milking stall, the control system can generate specifications for the control of the milk cooling arrangement, in particular of the cooling tank. These specifications enable the arrangement and preferably the cooling tank to be controlled at a very early point in time, since it is no longer absolutely necessary to detect the newly flowing milk by sensors in the cooling tank. The provision of data for a control system creates the possibility that the control system reacts in advance on the basis of the data made available, ie before possible sensors in the cooling tank indicate faults or rising temperatures. These measures not only improve control, but also improve the quality of the cooling, which has a positive effect on the storage of the milk. In particular, it is proposed that the milk-specific data contain information about milk quantity milked, temperature, flow rate and / or the specific heat capacity of the milk. This information is often already available at the milking parlor. With the help of this information, it is possible, for example, to prepare the cooling tank for the milk that is about to arrive or the amount of heat associated with it. This means that the capacity of the milk cooling arrangement, in particular of the cooling tank, can be adapted to the current cooling capacity requirement. The coordination also includes the control of the cooling and mixing processes associated with cooling the milk.
Im Hinblick darauf, dass das Steuerungssystem einer Milchkuhlanordnung nicht mehr ausschließlich auf die Sensoren innerhalb des Kühltanks angewiesen ist, sondern ihr über die Milchmenge und deren Temperatur eine Information über die künftig erwartete Wärmemenge zur Verfügung steht, kann sie sich auf die Kühlung der eintreffenden Milchmenge vorbereiten, bevor die Sensoren innerhalb des Kühltanks die erforderlichen Schwellwerte überschreiten. Da üblicherweise der Kühltank weiter entfernt von den Melkplätzen angeordnet ist, und bis zum Eintreffen der Milch vom Melkplatz in den Kühltank eine gewisse Zeit verstreicht, kann diese Zeit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dazu genutzt werden, die Milchkuhlanordnung auf die bevorstehende Aufgabe vorzubereiten. Weist die Milchkuhlanordnung eine KüMeinrichtung auf, die wenigstens einen Kältemittelspeicher enthält, so kann der Kältemittelspeicher bei einer größeren zu erwartenden Milch- oder Wärmemenge weitgehend vollständig gefüllt werden. Bei Milchkühlanordnungen mit veränderlicher Kühlleistung kann diese ebenfalls vorausschauend maximiert werden, um den zu erwartenden Bedingungen Rechnung zu tragen. Durch das Steuerungssystem werden nicht nur milchspezifische Daten, sondern auch kühltankbezogene Daten berücksichtigt. Diese Daten enthalten Informationen über die sich im Kühltank befindende Milchmenge, das Fassungsvermögen des Kühltanks, die Restkapazität des Kühltanks, die Temperatur, Kühlleistung und/oder Zustand einer Kühleinrichtung. Diese Informationen gehen als Parameter in das Steuerungssystem ein, die von dem Steuerungssystem als Signale verarbeitet werden.In view of the fact that the control system of a milk cooling arrangement is no longer exclusively dependent on the sensors inside the cooling tank, but that it has information about the amount of milk and its temperature and information about the amount of heat expected in the future, it can prepare for cooling the incoming amount of milk before the sensors inside the cooling tank exceed the required threshold values. Since the cooling tank is usually located further away from the milking stations and a certain time passes until the milk arrives from the milking station in the cooling tank, this time can be used according to the method according to the invention to prepare the milk cooling arrangement for the task ahead. If the milk cooling arrangement has a cooling device which contains at least one refrigerant store, then the refrigerant store can be largely completely filled with a larger amount of milk or heat to be expected. In the case of milk cooling arrangements with variable cooling capacity, this can also be maximized in advance in order to take account of the conditions to be expected. The control system takes into account not only milk-specific data, but also cooling tank-related data. This data contains information about the amount of milk in the cooling tank, the capacity of the cooling tank, the remaining capacity of the cooling tank, the temperature, cooling capacity and / or condition of a cooling device. This information enters the control system as parameters which are processed as signals by the control system.
Die während eines Melkvorgangs anfallende Milchmenge ist tierindividuell. Sie verändert sich auch mit dem Laktationsstand des Tieres. In der Anfangsphase der Laktation ist die Milchmenge, die ein Tier abgibt, größer als gegen Ende der Laktation des Tieres. Es ist daher von Vorteil, wenn dem Steuerungssystem auch tierindividuelle Daten bereitgestellt werden. Hierdurch kann eine Anpassung der Milchkuhlanordnung an die bevorstehende Aufgabe zeitlich betrachtet auf einen Zeitpunkt verschoben werden der sehr früh liegt, d.h. unter Umständen auch vor dem Beginn eines Melkvorgangs.The amount of milk produced during a milking process is individual for each animal. It also changes with the animal's lactation level. In the initial phase of lactation, the amount of milk that an animal gives off is greater than at the end of lactation of the animal. It is therefore advantageous if the control system is also provided with animal-specific data. In this way, an adaptation of the milk cooling arrangement to the upcoming task can be postponed to a point in time that is very early, i.e. possibly even before the start of a milking process.
Ist ein Tier an einem Melkplatz erkannt worden, und ist festgestellt worden, dass kein abnormales Verhalten des Tieres zu erwarten ist, so kann aufgrund historischer Daten über das Tier die zu erwartende Milchmenge ermittelt werden. Diese kann dann als ein prognostizierter Wert dem Steuerungssystem übermittelt werden. Gegebenenfalls kann dieser prognostizierte Wert mit einem Sicherheitsfaktor beaufschlagt werden, der eine Unsicherheit über die Milchmengenabgabe des betreffenden Tieres berücksichtigt, so dass eine nicht zu hohe Kühlleistung bereitgestellt wird. Da die Kühlung mit einem Energieverbrauch verbunden ist, ist dieser Energieverbrauch kostenbestimmend für den Betrieb der Milchkuhlanordnung. Dieser wirkt sich insbesondere dann aus, wenn insbesondere die Kühlpumpen und Verdichter einer Milchkuhlanordnung im optimalen Bereich laufen. Neben der Bereitstellung tierindividueller Daten ist es von Vorteil, wenn dem Steuerungssystem gruppen- und herdenspezifische Daten, statistische Daten und/oder Melkstandsmanagementdaten bereitgestellt werden.If an animal has been identified at a milking stall and it has been determined that no abnormal behavior of the animal is to be expected, the amount of milk to be expected can be determined on the basis of historical data about the animal. This can then be transmitted to the control system as a predicted value. If necessary, this predicted value can be subjected to a safety factor that takes into account an uncertainty about the milk quantity dispensed by the animal in question, so that a cooling capacity that is not too high is provided. Since the cooling with one Energy consumption is connected, this energy consumption is cost-determining for the operation of the milk cooling arrangement. This has an effect in particular when the cooling pumps and compressors of a milk cooling arrangement run in the optimal range. In addition to the provision of animal-specific data, it is advantageous if the control system is provided with group and herd-specific data, statistical data and / or milking parlor management data.
Insbesondere bei robotergestützten Melksystemen, bei denen Tiere das Melksystem freiwillig aufsuchen können, kann eine zeitliche Verteilung der zu erwartenden Milchmengen aus den grappen- und herdenspezifischen Daten ermittelt werden. Diese Daten enthalten Informationen über die Häufigkeit des Aufsuchens des Melksystems durch die einzelnen Tiere sowie den zeitlichen Abstand zwischen zwei Melkvorgängen. Hieraus kann ermittelt werden, wann beispielsweise eine Mehrzahl von Tieren das Melksystem aufsuchen und welche Milchmenge wahrscheinlich anfallen wird. Bereits im Vorfeld der zu erwartenden Melkvorgänge können vorbereitende Maßnahmen an der Milchkuhlanordnung durchgeführt werden. Hierbei kann es. sich beispielsweise um die Vorbereitung eines weiteren Kühltanks handeln, wenn festgestellt wird, dass die zu erwartende Milchmenge größer ist als eine Restkapazität eines anderen Kühltanks.In the case of robot-assisted milking systems, in which animals can voluntarily visit the milking system, a temporal distribution of the expected milk quantities can be determined from the group and herd-specific data. This data contains information about the frequency with which the individual animals visit the milking system and the time interval between two milking processes. From this it can be determined when, for example, a plurality of animals visit the milking system and what amount of milk is likely to be produced. Preparatory measures can be carried out on the milk cooler arrangement in advance of the expected milking processes. Here it can. is, for example, the preparation of another cooling tank if it is determined that the amount of milk to be expected is greater than the remaining capacity of another cooling tank.
Weist die Milchkuhlanordnung mehrere Kühltanks auf, so kann das Steuerungssystem auch die Koordination der Milchflüsse von den Melkplätzen zu den Kühltanks übernehmen. Hilfreich ist hierzu die Bereitstellung der kühltankbezogenen Daten, bei denen es sich beispielsweise um die aktuelle Tankkapazität handelt, die auch aus dem Fassungsvermögen des Kühltanks und der aktuellen Füllmenge berechnet werden kann. Unter zu Hilfenahme der internen Zustandsgrößen der Kühltanks, wie z.B. Füllstand, Restkapazität, Temperatur, Kühlleistung, Zustand der Kühlaggregate etc. kann durch eine - Melkstandsteuerung die Beaufschlagung der Kühltanks mit der ermolkenen Milchmenge koordiniert und optimiert werden.If the milk cooling arrangement has several cooling tanks, the control system can also coordinate the milk flows from the milking stations to the cooling tanks. The provision of the cooling tank-related data, which is, for example, the current tank capacity, which can also be calculated from the capacity of the cooling tank and the current filling quantity, is helpful for this purpose. With the help of the internal state variables of the cooling tanks, such as fill level, remaining capacity, temperature, cooling capacity, state of the cooling units, etc., a - Milking parlor control the loading of the cooling tanks with the milked amount of milk can be coordinated and optimized.
Neben der Bereitstellung von Daten für ein Steuerungssystem einer Milchkuhlanordnung liegt der vorliegenden Erfindung die Zielsetzung zugrunde, Verfahren zur Kühlung von Milch in einer Milchkuhlanordnung vorzuschlagen, welche eine effektive Kühlung ermöglicht. Insbesondere wird eine Energieersparnis angestrebt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Kühlung von Milch in einer Milchkuhlanordnung mit wenigstens einem Kühltank und wenigstens einer Kühleinrichtung eines Melksystems mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.In addition to the provision of data for a control system of a milk cooling arrangement, the present invention is based on the objective of proposing methods for cooling milk in a milk cooling arrangement which enables effective cooling. In particular, energy savings are sought. This object is achieved according to the invention by a method for cooling milk in a milk cooling arrangement with at least one cooling tank and at least one cooling device of a milking system with the features of claim 5. Advantageous further developments and refinements of the method are the subject of the dependent claims.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kühlung von Milch in einer Milchkuhlanordnung wird vorgeschlagen, dass eine Ermittlung einer an wenigstens einem Melkstand ermolkenen Milchmenge sowie einer Temperatur der ermolkenen Milchmenge, die wenigstens teilweise in mindestens einen Kühltank geleitet wird, ermittelt wird. Die Milchmenge sowie die Temperatur der Milchmenge, die sich im Kühltank befindet, in den die ermolkene Miϊchmenge geleitet wird, wird bestimmt. Ausgehend von diesen Daten erfolgt eine Ermittlung wenigstens einer Kenngröße. Es wird überprüft, ob die Kenngröße innerhalb eines Toleranzfeldes liegt, insbesondere wird die Kenngröße mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. Es erfolgt eine Aktivierung der Kü einrichtung, wenn die wenigstens eine Kenngröße außerhalb eines Toleranzfeldes liegt, insbesondere, wenn die Kenngröße einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Durch diese erfindungsgemäße Verfahrensführung wird erreicht, dass beispielsweise eine Kühleinrichtung einer Milchkuhlanordnung zu einem sehr frühen Zeitpunkt aktiviert wird, wenn die wenigstens eine Kenngröße außerhalb eines Toleranzfeldes liegt. Ist dies nicht der Fall, so kann die ermolkene Milchmenge in den Kühltank gelangen, ohne dass eine Aktivierung der Kühleinrichtung erfolgt. Eine solche Situation ist beispielsweise dann gegeben, wenn die Milchmenge oder die Wärmemenge, die der Milch entzogen werden müsste, im Vergleich zu der Milchmenge im Kühltank sehr gering ist. Gegebenenfalls kann ein Rührwerk eingeschaltet werden, welches zu einer Vergleichmäßigung der Milchtemperatur im Tank führt.According to the method according to the invention for cooling milk in a milk cooling arrangement, it is proposed that a determination of a quantity of milk milked at at least one milking parlor and a temperature of the quantity of milk milked, which is at least partially conducted into at least one cooling tank, is determined. The amount of milk and the temperature of the amount of milk in the cooling tank into which the milked amount is fed is determined. Based on this data, at least one parameter is determined. It is checked whether the parameter lies within a tolerance range, in particular the parameter is compared with a predefined threshold value. The kitchen device is activated when the at least one parameter lies outside a tolerance range, in particular when the parameter exceeds a predetermined threshold value. This procedure according to the invention ensures that, for example, a cooling device of a milk cooling arrangement is activated at a very early point in time when the at least one parameter lies outside a tolerance range. If this is not the case, the milked amount of milk can get into the cooling tank without the cooling device being activated. Such a situation exists, for example, when the amount of milk or the amount of heat that would have to be extracted from the milk is very small compared to the amount of milk in the cooling tank. If necessary, an agitator can be switched on, which leads to an equalization of the milk temperature in the tank.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet auch den Vorzug, dass Kühlleistung lediglich dann in Anspruch genommen wird, wenn diese auch tatsächlich benötigt wird. Unter energetischen Aspekten hat dieses Verfahrensführung zahlreiche Vorteile, insbesondere kann der zum Betreiben der Milchkuhlanordnung notwendige Energieverbrauch minimiert werden.The method according to the invention also offers the advantage that cooling capacity is only used when it is actually required. From an energetic point of view, this procedure has numerous advantages, in particular the energy consumption required to operate the milk cooling arrangement can be minimized.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass als wenigstens eine Kenngröße die Wärmemenge der ermolkenen Milchmenge ermittelt wird. Hierbei handelt es sich um die Wärmemenge, die der ermolkenen Milch bis zur Temperatur im Kühltank entzogen werden soll. Aus der Kenngröße lässt sich bestimmen, wie die Milchkuhlanordnung zu steuern ist, damit die überschüssige Wärmemenge dem Kühlgut, d.h. der ermolkenen Milchmenge, entzogen werden muss. In einer besonders einfachen Ausführungsform lässt sich damit beispielsweise die Öffnungszeit eines Expansionsventils für ein Kältemittel bestimmen.According to an advantageous embodiment of the method, it is proposed that the heat quantity of the milked milk quantity be determined as at least one parameter. This is the amount of heat that is to be extracted from the milked milk up to the temperature in the cooling tank. The parameter can be used to determine how the milk cooling arrangement is to be controlled so that the excess amount of heat is transferred to the refrigerated goods, i.e. the milked amount of milk, must be withdrawn. In a particularly simple embodiment, the opening time of an expansion valve for a refrigerant can be determined, for example.
Zusätzlich oder anstelle der Ermittlung der Wärmemenge der ermolkenen Milch kann als Kenngröße eine theoretische Mischungstemperatur im Kühltank ermittelt werden. Diese theoretische Mischungstemperatur kann näherungsweise nach der folgenden BeziehungIn addition to or instead of determining the amount of heat in the milked milk, a theoretical mixture temperature in the cooling tank can be determined as a parameter become. This theoretical mixing temperature can approximate according to the following relationship
T - *> ■ i ιτcτ +mmcM)(Tτ -T0) + mM -cM(TM -T0) mrcτ + mMT cM + mM • cM ermittelt werden, wobei T - *> ■ i ι τ c τ + m m c M ) (T τ -T 0 ) + m M -c M (T M -T 0 ) m r c τ + m MT c M + m M • c M can be determined, whereby
Tm die Mischungstemperatur, T0 die Bezugstemperatur, mj die Masse des Tanks, CT die spezifische Wärmekapazität des Tanks, niMT die Masse der Milch im Tank, TT die Temperatur von Tank und Milch, ΓUM die Masse der ermolkenen Milch, CM die spezifische Wärmekapazität der Milch und TM die Temperatur der ermolkenen MilchT m the mixing temperature, T 0 the reference temperature, mj the mass of the tank, CT the specific heat capacity of the tank, niMT the mass of milk in the tank, T T the temperature of the tank and milk, ΓUM the mass of milked, CM the specific Heat capacity of milk and TM the temperature of milked milk
sind. Ist die theoretische Mischungstemperatur oberhalb eines Schwellwertes, so erfolgt eine Aktivierung der Kühleinrichtung. Aus der Beziehung ist auch ersichtlich, dass bei einer geringen Masse der ermolkenen Milchmenge die theoretische Mischungstemperatur lediglich einen geringen Anstieg hat, so dass es nicht zwingend notwendig ist, eine Kühleinrichtung zu alctivieren, wenn nur geringe Massen an Milchmengen zu erwarten sind.are. If the theoretical mixture temperature is above a threshold value, the cooling device is activated. It can also be seen from the relationship that, with a small mass of the milked amount of milk, the theoretical mixing temperature has only a slight increase, so that it is not absolutely necessary to activate a cooling device if only small amounts of milk are to be expected.
Im Hinblick auf zu erwartende Mischtemperaturen kann es sinnvoll sein, die im Tank befindliche Milch stärker abzukühlen, um einen günstigen Ausgangswert für die nachfolgenden Kühlschritte zu erhalten. Die Temperatur der ermolkenen Milchmenge kann geschätzt und/oder gemessen werden. Eine Schätzung der Temperatur ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das erfindungsgemäße Verfahren bei Melksystemen verwendet wird, welches über keine Temperatursensoren für die Milchmengen enthalten. Bevorzugt ist jedoch eine Ermittlung der Temperatur der Milchmenge durch Messung. Insbesondere wird die Temperatur der ermolkenen Milchmenge am Melkplatz, am Milchsammelgefaß, nach dem Plattenkühler und/oder am Eintritt in den Kühltank bestimmt. Da die Milch im Leitungssystem vom Melkplatz zum Kühltank einen gewissen Weg zurücklegt, kann sich die Milch gegebenenfalls abkühlen. Das Ausmaß der Abkühlung kann dabei geschätzt werden, so dass die Temperatur der ermolkenen Milchmenge am Melkplatz gemessen während die Temperatur am Eintritt in den Kühltank geschätzt wird. Aus der zu erwartenden Temperatur am Eintritt in den Kühltank können Informationen für das Steuerungssystem einer Milchkuhlanordnung bereitgestellt werden. Findet eine Abkühlung der Milch statt, so würde unter Berücksichtigung der gemessenen Temperatur am Melkplatz eine zu hohe Kühlleistung bereitgestellt werden.With regard to the expected mixing temperatures, it may be advisable to cool the milk in the tank more in order to obtain a favorable starting value for the subsequent cooling steps. The temperature of the milked amount of milk can be estimated and / or measured. An estimate of the temperature is particularly advantageous if the method according to the invention is used in milking systems which do not contain any temperature sensors for the milk quantities. However, it is preferred to determine the temperature of the amount of milk by measurement. In particular, the temperature of the milked amount of milk is determined at the milking stall, at the milk collecting vessel, after the plate cooler and / or at the entry into the cooling tank. Since the milk travels a certain distance in the piping system from the milking stall to the cooling tank, the milk can cool down if necessary. The extent of the cooling can be estimated so that the temperature of the milked amount at the milking stall is measured while the temperature at the entrance to the cooling tank is estimated. Information for the control system of a milk cooling arrangement can be provided from the temperature to be expected at the entry into the cooling tank. If the milk is cooled, the cooling output would be too high, taking into account the measured temperature at the milking stall.
Gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors kann die Kühlleistung an den geschätzten Temperaturwert am Eintritt in den Kühltank angepasst werden. Dies ist nicht nur dann der Fall, wenn während der Strömung der Milch diese sich abkühlt, sondern auch wenn auf dem Weg vom Melkplatz zum Kühltank eine Erwärmung der Milch stattfinden würde. In solch einem Fall müsste dann die Kühlleistung höher sein, als aufgrund der ermittelten Temperatur am Melkplatz.If necessary, taking into account a safety factor, the cooling capacity can be adapted to the estimated temperature value at the entry into the cooling tank. This is not only the case if the milk cools down during the flow, but also if the milk would heat up on the way from the milking station to the cooling tank. In such a case, the cooling capacity would then have to be higher than the temperature determined at the milking parlor.
Die ebenfalls zur Kühlung der Milch notwendige Kühlleistung ist im wesentlichen von der ermolkenen Milchmenge abhängig. Es ist ebenfalls notwendig, eine ausreichende Kühlleistung auch bei einer maximal anfallenden Milchmenge bereitzustellen. Es wird daher vorgeschlagen, dass die ermolkene Milchmenge nach tierindividuellen oder gruppen- oder herdenbezogenen Daten prognostiziert wird. Durch diese Maßnahme kann bereits im Vorfeld der Melkvorgänge die notwendige Kühlleistung in Abhängigkeit von der prognostizierten Milchmenge bereitgestellt werden. Hierbei können auch die jahreszeitlich bedingten oder laktationsbedingten Einflußgrößen auf die prognostizierte Milchmenge aus tierindividuellen Daten berücksichtigt werden. Eine solche Verfahrensführung ist insbesondere für solche Melksysteme geeignet, bei denen Tiere zu bestimmten Zeitpunkten dem Melksystem zugeführt werden.. Die ermolkene Milchmenge kann nicht nur aus tierindividuellen Daten prognostiziert werden, sondern auch direkt oder indirekt ermittelt werden. Hierdurch wird die Genauigkeit erhöht. Die Milchmenge kann über Milchmengenmessung oder aus Daten einer Milchpumpe ermittelt werden. Bei der Milchmenge kann es sich dabei um die Menge der Milch, die an den einzelnen Melkplätzen ermoϊken wurde handeln, es besteht auch die Möglichkeit, mehrere Melkplätze zu Gruppen zusammenzufassen, und die ermolkene Milchmenge der Gruppe zu bestimmen.The cooling capacity also necessary for cooling the milk depends essentially on the milked amount of milk. It is also necessary to provide sufficient cooling capacity even with a maximum amount of milk. It is therefore suggested that the milked amount is forecast according to animal-specific or group-related or herd-related data. With this measure, the necessary cooling capacity depending on the forecast amount of milk can be provided in advance of the milking processes. The seasonal or lactation-related factors influencing the forecast amount of milk from animal-specific data can also be taken into account. Such a procedure is particularly suitable for milking systems in which animals are fed to the milking system at certain times. The milked amount can not only be predicted from animal-specific data, but can also be determined directly or indirectly. This increases the accuracy. The milk volume can be determined by measuring the milk volume or from data from a milk pump. The amount of milk can be the amount of milk that was milked at the individual milking places, it is also possible to combine several milking places into groups and to determine the milked amount of the group.
Nach einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass ein erster Näherungswert für die Kenngröße aus tierindividuellen Daten ermittelt und die Kühleinrichtung aktiviert wird, wenn derAccording to yet another advantageous embodiment of the method, it is proposed that a first approximate value for the parameter be determined from animal-specific data and the cooling device is activated when the
Näherungswert außerhalb eines Toleranzfeldes liegt, insbesondere einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Kühleinrichtung frühzeitig genug aktiviert wird, um die zu erwartende Milchmenge im Kühltank auch adäquat zu lagern. Der Näherungswert kann nachgeführt werden, dies bedeutet, dass dieser Näherungswert auch unterApproximate value lies outside a tolerance field, in particular exceeds a predetermined threshold value. This measure ensures that the cooling device is activated early enough to adequately store the expected amount of milk in the cooling tank. The approximate value can be tracked, this means that this approximate value is also below
Berücksichtigung der tatsächlichen Verhältnisse korrigiert wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Melkdauer der Tiere sehr unterschiedlich ist. So kann beispielsweise auf einem Melkplatz ein Tier gemolken werden, während an einem anderen Melkplatz mit dem Melken noch nicht begonnen wurde, wobei der Melkvorgang am ersten Melkplatz und der Melkvorgang am zweiten Melkplatz sich zeitlich überlappt, so dass summarisch unter Umständen eine erhöhte Milchmenge erwartet werden kann. Hierdurch kann nicht nur die Kühlleistung erhöht sondern auch verringert werden, da beispielsweise am ersten Melkplatz der Melkvorgang bereits abgeschlossen wurde, während sich am zweiten Melkplatz der Melkvorgang seinem Ende nähert.Taking into account the actual conditions is corrected. This is particularly advantageous if the milking time of the animals is very different. For example, an animal can be in a milking parlor are milked while milking has not yet started at another milking station, the milking process at the first milking station and the milking process at the second milking station overlapping in time, so that, under certain circumstances, an increased amount of milk can be expected. In this way, not only can the cooling capacity be increased but also reduced, since, for example, the milking process has already been completed at the first milking station, while the milking process is nearing its end at the second milking station.
Im Zusammenhang mit der Aktivierung der Kühleinrichtung ist es von Interesse, zu erfahren, wann die Kühlleistung abgefragt wird. In diesem Zusammenhang wird nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens vorgeschlagen, dass der Zeitpunkt oder die Zeitpunkte ermittelt wird beziehungsweise werden, zu dem die ermolkene Milchmenge in den Kühltank gelangt. Für diese Ermittlung wird die Strömungsgeschwindigkeit der Milch an wenigstens einem relevanten Punkt des Melksystems ermittelt.In connection with the activation of the cooling device, it is of interest to find out when the cooling capacity is requested. In this context, it is proposed according to a further advantageous embodiment of the method that the point in time or the points in time at which the milked quantity reaches the cooling tank is or are determined. For this determination, the flow velocity of the milk is determined at at least one relevant point in the milking system.
Weist das Melksystem mehrere Melkplätze auf, so wird vorgeschlagen, dass an wenigstens einigen Melkplätzen, vorzugsweise an allen Melkplätzen, zumindest eine Ermittlung der an den betreffenden Melkplätzen ermolkenen Milchmengen erfolgt. Hierbei kann es sich um eine tatsächliche Milchmengenbestimmung handeln. Alternativ oder zusätzlich können auch theoretische Milchmengenermittlungen durchgeführt werden, wobei diese auf der Basis der tierindividuellen Daten erfolgen.If the milking system has several milking places, it is proposed that at least some milking places, preferably all milking places, at least determine the milk quantities milked at the milking places concerned. This can be an actual milk quantity determination. As an alternative or in addition, theoretical milk quantity determinations can also be carried out, based on the animal-specific data.
Die Aktivierung der Kühleinrichtung erfolgt vorzugsweise dann, wenn mindestens eine Kenngröße außerhalb eines Toleranzfeldes liegt, insbesondere einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Die Kenngröße kann eine System- Kenngröße sein, die sich aus einer Mehrzahl von Kenngrößen zusammensetzt, wobei einzelne Kenngrößen einzelnen Melkplätzen zugeordnet werden können. Die melkplatzspezifischen Kenngrößen können am Melkplatz selbst ermittelt werden. Die Ermittlung der Kenngrößen kann auch zentral, vorzugsweise in einem Herdenmanagementsystem erfolgen. Hierbei können sowohl melkplatzspezifische Kenngrößen als auch eine System-Kenngröße bestimmt werden.The cooling device is preferably activated when at least one parameter lies outside a tolerance range, in particular exceeds a predetermined threshold value. The parameter can be a system parameter, which is composed of a plurality of parameters, wherein individual parameters can be assigned to individual milking stations. The milking station-specific parameters can be determined at the milking station itself. The parameters can also be determined centrally, preferably in a herd management system. Both milking-specific parameters and a system parameter can be determined.
Bei Melksystemen, die eine Vielzahl von Melkplätzen aufweisen, und die zum Melken großer Herden geeignet sind, ist es von Vorteil, wenn mehrere Kühltanks vorgesehen sind. Hierbei können einzelne Plätze oder alle mit jeweils einem Kühltank verbunden sein. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung eines Melksystems, bei dem die Melkplätze wahlweise mit den Kühltanks verbunden beziehungsweise von diesen getrennt werden können. Bei einer solchen Ausgestaltung des Melksystems wird vorgeschlagen, dass in Abhängigkeit von wenigstens einer Kenngröße und/oder der zu erwartenden und/oder tatsächlich ermolkenen Milchmenge, diese in verschiedene Kühltanks geleitet werden. Bei der Milchmenge kann es sich um die Milchmenge einzelner Melkplätze handelt. Es besteht auch die Möglichkeit, dass Gruppen von Melkplätzen mit den einzelnen Kühltanks verbunden beziehungsweise von diesen getrennt werden können.In the case of milking systems which have a large number of milking stations and which are suitable for milking large herds, it is advantageous if several cooling tanks are provided. Individual places or all of them can be connected to a cooling tank. An embodiment of a milking system is preferred, in which the milking stations can optionally be connected to or separated from the cooling tanks. In such a configuration of the milking system, it is proposed that, depending on at least one parameter and / or the amount of milk to be expected and / or actually milked, it is directed into different cooling tanks. The milk quantity can be the milk quantity of individual milking places. There is also the possibility that groups of milking stations can be connected to or separated from the individual cooling tanks.
Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Zielsetzung zugrunde, ein Steuerungssystem einer Milchkuhlanordnung anzugeben, welches mit einfachen Mitteln realisiert werden kann.The present invention is also based on the objective of specifying a control system for a milk cooling arrangement which can be implemented using simple means.
Diese Zielsetzung wird durch das erfindungsgemäße Steuerungssystem nach Anspruch 17 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausbildungen des Steuerungssystems sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Das erfindungsgemäße . Steuerungssystem einer Milchkuhlanordnung mit wenigstens einem Kühltank und wenigstens einer Künleinrichtung weist eine Signalauswerteeinrichtung auf, der Signale bereitgestellt werden, die milchkühlanordnungsbezogenen und milchspezifischen Daten von wenigstens einigen Melkplätzen entsprechen. Mit der Signalauswerteeinrichtung und der Milchkuhlanordnung wirkt ein Stellglied zusammen, das in Abhängigkeit von den durch die Signalauswerteeinrichtung und das Stellglied gelieferten Signalen, die Mlchkühlanordnung, insbesondere eine KüMeinrichtung betätigt. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Steuerungssystems wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Melkplatz eine Melkplatzsteuerung aufweist, die ein Bestandteil des Steuerungssystems ist. Durch diese Ausgestaltung des Steuerungssystems kann die Melkstandsteuerung die Koordination der Steuerungsvorgaben der Milchkuhlanordnung erbringen. Die Melkplätze weisen hierbei Melkplatzsteuerungeπ mit komfortablen Anzeigen und Einstellungsmöglichkeiten auf. Diese können auch zur Steuerung der Milchkuhlanordnung genutzt werden.This objective is achieved by the control system according to the invention. Advantageous refinements and designs of the control system are the subject of the dependent claims. The invention. Control system of a milk cooling arrangement with at least one cooling tank and at least one cooling device has a signal evaluation device, to which signals are provided which correspond to milk cooling arrangement-related and milk-specific data from at least some milking stations. An actuator interacts with the signal evaluation device and the milk cooling arrangement and actuates the milk cooling arrangement, in particular a cooling device, as a function of the signals supplied by the signal evaluation device and the actuator. According to an advantageous embodiment of the control system, it is proposed that at least one milking parlor has a milking parlor control that is a component of the control system. This configuration of the control system enables the milking parlor control to coordinate the control specifications of the milk cooling arrangement. The milking parlors have milking parlor controls with comfortable displays and setting options. These can also be used to control the milk cooling arrangement.
Die Anzeige kann zur Darstellung der Parameter der Milchkuhlanordnung beziehungsweise des Status der Milchkuhlanordnung genutzt werden. Hierdurch ergibt sich für die Bedienperson ein erhöhter Komfort. Des weiteren wird durch diese Maßnahme die Möglichkeit geschaffen, dass das Bedienpersonal schneller auf mögliche Unregelmäßigkeit während eines Melkvorganges reagieren kann, da diese sich in den häufigsten Fällen am Melkplatz befinden. Auch die Anzeige und Speicherung des Zustandes der Milchkuhlanordnung kann am Mellφlatz erfolgen, so dass die Bedienperson aktuelle Daten über den Zustand der Milchkuhlanordnung vor Ort hat. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Signalauswerteeinrichtung durch eine zentrale Datenverarbeitungsanlage gebildet ist. Sie kann Teil eines Anlagenmanagementsystems, insbesondere des Herdenmanagementsystems sein. Durch das Herdenmanagementsystem können Daten, insbesondere tierindividuelle Daten an die Signalauswerteeinrichtung übermittelt werden.The display can be used to display the parameters of the milk cooling arrangement or the status of the milk cooling arrangement. This results in increased comfort for the operator. Furthermore, this measure creates the possibility for the operating personnel to be able to react more quickly to possible irregularities during a milking process, since in most cases these are located at the milking stall. The display and storage of the state of the milk cooler arrangement can also take place at Mellφlatz, so that the operator has current data about the state of the milk cooler arrangement on site. There is also the possibility that the signal evaluation device is formed by a central data processing system. It can be part of a plant management system, in particular the herd management system. The herd management system can transmit data, in particular animal-specific data, to the signal evaluation device.
Durch Koordination von Melkstandsteuerung und Milchkühlsteuerung kann die Performance der Milchkuhlanordnung verbessert werden. Erreichbar sind somit kürzere Kühlzeiten und eine verbesserte Ausnutzung der Ressourcen innerhalb der Kühleinrichtung. Die Einstellung von Parametern und die Aufzeichnung von Zuständen der Milchkuhlanordnung sind komfortabel verwirklichbar.By coordinating the milking parlor control and milk cooling control, the performance of the milk cooling arrangement can be improved. Shorter cooling times and improved use of resources within the cooling device can thus be achieved. The setting of parameters and the recording of states of the milk cooling arrangement can be carried out comfortably.
Weitere Einzelheiten und Voήeile werden anhand des in der Zeichnung ausgeführten Ausführungsbeispiels erläutert, ohne dass der Gegenstand der Anmeldung auf dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt wird.Further details and Voήeile are explained with reference to the embodiment shown in the drawing, without the subject matter of the application being limited to this preferred embodiment.
Im Zuge der Technisierung bei der Milchviehhalrung sind Informations- und Steuerungssysteme für Tierhaltungsbetriebe entwickelt worden. Die Informationsund Steuerungssysteme können aufgrund der stark unterschiedlichen Bedingungsgröße und länderspezifischer Eigenschaften sehr unterschiedlich sein.In the course of the technology in dairy farming, information and control systems for livestock farms have been developed. The information and control systems can be very different due to the very different conditions and country-specific properties.
In modernen Milchviehbetrieben trifft man eine Viehzahl von Steuerungssystem an, die sehr unterschiedliche Funktionen wahrnehmen. Dies trifft im besonderen auch auf Informations- und Steuerungssysteme in Milchviehbetrieben zu, die automatisch Melksysteme verwenden. Bei automatischen Melksystemen werden die Melkbecher automatisch an die Zitzen eines Tieres angesetzt. Es ist auch bekannt, dass mittels Sensoren Kenngrößen ermittelt oder Abläufe im Tierhaltungsbetrieb gesteuert werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um die Milchleistung eines Tieres oder dessen Einsortierung in einen dafür vorgesehenen Bereich handeln. Diese Kenngrößen werden in ausgewählter Form einer Bedienperson am Melkstand zur Verfügung gestellt. Des weiteren werden derartige Kenngrößen an einen zentralen Rechner geleitet und dort verwaltet. In dem zentralen Rechner besteht auch die Möglichkeit der manuellen Datenerfassung und -pflege. Dieser zentrale Rechner dient gleichzeitig als Steuer- und/oder Regeleinheit für Komponenten eines Melksystems. Am zentralen Rechner können die wesentlichen Kontroll- und Steuerungsinformationen des Milchviehbetriebes abgerufen werden. Das in der Figur dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt schematisch das Zusammenwirken mehrerer Komponenten eines Melksystems. Das Melksystem weist eine Melkstandsteuerung 1 auf, die in Verbindung mit Melkstandssteuergeräten 2 steht. Die Melkstandssteuergeräte kommunizieren mit der Melkstandsteuerung 1. Durch die Melkstandsteuerung 1 erfolgt auch eine Steuerung von Milchpumpen 3.In modern dairy farms you will find a number of cattle control systems that perform very different functions. This applies in particular to information and control systems in dairy farms that automatically use milking systems. With automatic milking systems, the milking cups are automatically attached to the teats of an animal. It is also known that parameters are determined by means of sensors or that processes in the animal husbandry operation are controlled. This can be, for example, the milk yield of an animal or its sorting into an intended one Act area. These parameters are made available in selected form to an operator at the milking parlor. Furthermore, such parameters are sent to a central computer and managed there. In the central computer there is also the possibility of manual data acquisition and maintenance. This central computer also serves as a control and / or regulating unit for components of a milking system. The essential control and control information of the dairy farm can be called up on the central computer. The embodiment shown in the figure shows schematically the interaction of several components of a milking system. The milking system has a milking parlor control 1 which is connected to milking parlor control devices 2. The milking parlor control devices communicate with the milking parlor control 1. The milking parlor control 1 also controls milk pumps 3.
Bei der Melkstandsteuerung 1 kann es sich um eine Steuerung handeln, die einen einzigen Melkplatz ansteuert. Es können auch mehrere Melkstandsteuerungen 1 vorgesehen sein, die einzelne Melkplätze, welche nicht dargestellt sind, steuern, Es besteht auch die Möglichkeit, dass eine Melkstandsteuerung für mehrere Melkplätze vorgesehen ist. Neben diesen prinzipiellen Varianten können auch Melksysteme ausgebildet werden, die Mischformen der Melkstandsteuerungen enthalten. Durch das Melkstandssteuergerät 2, welches nicht dargestellte Sensoren ansteuert, werden der Melkstandsteuerung 1 milchspezifische Daten übermittelt. Diese Daten beinhalten Informationen über die ermolkene Milchmenge, die Temperatur der Milch und vorzugsweise die spezifische Wärmekapazität der Milch. Über die Milchpumpensteuerung 3 können der Melkstandsteuerung 1 Daten hinsichtlich der ermolkenen Milchmenge zur Verfügung gestellt werden. Die Melkstandsteuerung 1 kann des weiteren Informationen über das sich gerade am Melkplatz befindende Tier enthalten. Innerhalb der Melkstandsteuerang ist es möglich, Informationen kontinuierlich aber auch bei Überschreiten von Schwellwerten bereitzustellen. Diese Schwellwerte können in Kenntnis der inneren Zustandsgrößen und Einstellungen des Steuerungssystems einer Milchkuhlanordnung festgelegt werden.The milking parlor control 1 can be a control that controls a single milking station. Several milking parlor controls 1 can also be provided, which control individual milking parlors, which are not shown. There is also the possibility that a milking parlor control is provided for several milking parlors. In addition to these basic variants, milking systems can also be designed that contain mixed forms of milking parlor controls. The milking parlor control unit 1 transmits milk-specific data to the milking parlor control unit 1, which controls sensors (not shown). These data contain information about the milked amount of milk, the temperature of the milk and preferably the specific heat capacity of the milk. The milk pump controller 3 can provide the milking parlor controller 1 with data relating to the amount of milk milked. The milking parlor control 1 can furthermore contain information about the animal currently at the milking stall. Within the milking parlor control it is possible to provide information continuously but also when threshold values are exceeded. These threshold values can be determined with knowledge of the internal state variables and settings of the control system of a milk cooling arrangement.
Bei der Melkstandsteuerung kann es sich um ein verzweigtes System handeln, so dass einzelne Melkstandsteuerungen beziehungsweise Melksteuergeräte mit dem Steuerungssystem einer Milchkuhlanordnung verbunden werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit einer zentralen Prozesskontrolle, beispielsweise innerhalb eines Herdenmanagementprogramms. Dieses Herdenmanagementprogramm liefert die notwendigen Signale und Daten an das Steuerungssystem einer MilcUcühlanordnung.The milking parlor control can be a branched system, so that individual milking parlor controls or milking control devices are connected to the control system of a milk cooling arrangement. However, there is also the possibility of central process control, for example within a herd management program. This herd management program delivers the necessary signals and data to the control system of a milk cooling arrangement.
Die Melkstandsteuerung 1 kann die relevanten Informationen über die ermolkene Milchmenge aus der Aktivität der Milchpumpe beziehen. Diese Informationen liefert die Milchpumpensteuerung 3. Darüber hinaus lässt sich aus der Aktivität der Milchpumpe und den damit verbundenen Sensoren der geschätzte Zeitpunkt für das Eintreffen der ermolkenen Milch im Kühltank ableiten.The milking parlor control 1 can obtain the relevant information about the milked amount of milk from the activity of the breast pump. This information is provided by the breast pump control 3. In addition, the estimated time for the arrival of the milked milk in the cooling tank can be derived from the activity of the breast pump and the sensors connected to it.
Für mehrere Melkstände mit mehreren Kühltanks kann die Melkstandsteuerung 1 die Koordination der Steuerungsvorgaben und der Milchflüsse erbringen. Hilfreich ist hierzu eine Übermittlung beispielsweise der aktuellen Tankkapazität, die auch aus dem Fassungsvermögen des Kühltanks und der aktuellen Füllmenge berechnet werden kann. Unter zu Hilfenahme dieser internen Zustandsgrößen wie z.B. Füllstand, Restkapazität, Temperatur, Kühlleistung, Zustand der Kühlaggregate etc., kann die Melkstandsteuerung die Beaufschlagung des Kühltanks mit der aktuell ermolkenen Milch koordinieren und optimieren. Die Milchkuhlanordnung 4 ist hierzu mit der Melkstandsteuerung 1 verbunden. Die Milchkuhlanordnung 4 umfasst eine Tanksteuerung 5, einen Kühltank 6, Kühleinrichtungen 7 sowie Tankserisoren 8. Die Tanksensoren 8 liefern Informationen über den aktuellen Zustand des Kühltanks 6. Die Kühlaggregate 7 sind mit der Tanksteuerung 8 beziehungsweise mit der Melkstandsteuerung 1 informationstechnisch so verbunden, dass die Melkstandsteuerung und/oder die Tanksteuerung die Kühlaggregate 7 entsprechend den Anforderungen ansteuert. Durch die Melkstandsteuerung liegen Informationen über die Temperatur sowie die ermolkene Milchmenge vor. Aus diesen Größen sowie aus der Kenntnis der spezifischen Wärmekapazität der ermolkenen Milchmenge und den bekannten Zustandgrößen innerhalb des Kühltanks kann die Wärmemenge berechnet werden, die der ermolkenen Milchmenge entzogen werden muss, d.h. die Kühlleistung, die notwendig ist, damit die Temperatur im Kühltank innerhalb des bestimmten Toleranzfeldes liegt. Die Temperatur im Kühltank beträgt vorzugsweise 4° C.For several milking parlors with several cooling tanks, the milking parlor control 1 can provide the coordination of the control specifications and the milk flows. For this purpose, it is helpful to transmit the current tank capacity, for example, which can also be calculated from the capacity of the cooling tank and the current filling quantity. With the help of these internal state variables such as level, remaining capacity, temperature, cooling capacity, state of the cooling units, etc., the milking parlor control can coordinate and optimize the loading of the cooling tank with the milk that is currently milked. For this purpose, the milk cooling arrangement 4 is connected to the milking parlor control 1. The milk cooling arrangement 4 comprises a tank controller 5, a cooling tank 6, cooling devices 7 and tank serisors 8. The tank sensors 8 provide information about the current state of the cooling tank 6. The cooling units 7 are connected to the tank controller 8 or to the milking parlor controller 1 in such a way that the information technology Milking parlor control and / or the tank control controls the cooling units 7 according to the requirements. The milking parlor control provides information about the temperature and the milk volume. From these quantities, as well as from the knowledge of the specific heat capacity of the milked amount and the known state variables within the cooling tank, the amount of heat that must be extracted from the milked amount can be calculated, i.e. the cooling capacity that is necessary so that the temperature in the cooling tank within the certain Tolerance field lies. The temperature in the cooling tank is preferably 4 ° C.
Ist bekannt, zu welchem Zeitpunkt Milch in den Kühltank gelangt, kann unter Berücksichtigung der bekannten Kühlleistung, die Tanksteuerung und die Kühlaggregate 7 entsprechend aktiviert werden.If it is known at what time milk enters the cooling tank, the tank control and the cooling units 7 can be activated accordingly, taking into account the known cooling capacity.
Statt der Bestimmung der Wärmemenge die abgeführt werden muss, kann auch eine Bestimmung einer theoretischen Mischtemperatur erfolgen. Diese Bestimmung erfolgt mit der nachfolgenden Beziehung:Instead of determining the amount of heat that must be dissipated, a theoretical mixing temperature can also be determined. This determination is made with the following relationship:
(mτcτ + mm cM )(TT -T0) + mM -cM (TM - T0 ) τm0 + mτcτ + mMT • cM + mM • cM wobei(m τ c τ + m m c M ) (T T -T 0 ) + m M -c M (T M - T 0 ) τ m = τ 0 + m τ c τ + m MT • c M + m M • c M in which
Tm die Mischungstemperatur, To die Bezugstemperatur, mx die Masse des Tanks, ex die spezifische Wärmekapazität des Tanks, niMx die Masse der Milch im Tank, T die Temperatur von Tank und Milch, m.M die Masse der ermolkenen Milch, CM die spezifische Wärmekapazität der Milch und TM die Temperatur der ermolkenen Milch sind. Liegt die voraussichtliche Mischungstemperatur Tm innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfeldes, so besteht kein Bedarf an einer Kühlung der aktuell ermolkenen Milchmenge. Führt die Mischungstemperatur Tm dazu, dass diese oberhalb eines bestimmten Schwellwertes liegt, so wird die ermolkene Milchmenge soweit heruntergekühlt, dass die Mischungstemperatur unterhalb des Schwellwertes liegt. Ist dies im Vorfeld aufgrund von Schätzungen bekannt, so kann auch die im Tank befindliche Milch heruntergekühlt werden.T m the mixing temperature, To the reference temperature, mx the mass of the tank, ex the specific heat capacity of the tank, ni M x the mass of milk in the tank, T the temperature of the tank and milk, mM the mass of milked milk, CM the specific Heat capacity of the milk and TM are the temperature of the milked milk. If the expected mixing temperature T m is within a predetermined tolerance range, there is no need for cooling the amount of milk currently milked. If the mixing temperature T m leads to it being above a certain threshold value, the milked amount of milk is cooled down to such an extent that the mixing temperature is below the threshold value. If this is known in advance based on estimates, the milk in the tank can also be cooled down.
Die Melkstandsteuerung kann Anzeigen und Einstellungsmittel aufweisen, welche zur Steuerung gehören. Durch Übertragung der eingestellten Parameter können Parameter an die Tanksteuerung übermittelt werden. Dies ist in der Regel komfortabler als die Steuerung selbst auszuführen, da sich die Bedienperson überwiegend im Bereich der Melkstandsteuerung oder bei der Bedienung des Herdenmanagements befindet. Auch die Zustandsgrößen der Milchkuhlanordnung können an der Melkstandsteuerung angezeigt und abgefragt werden. Durch die Koordination von Melkstandsteuerang und Tanksteuerung werden kürzere Kühlzeiten und eine verbesserte Ausnutzung der Ressourcen innerhalb der Milchkuhlanordnung ausgenutzt. Die Einstellung von Parametern und Aufzeichnung von Zuständen der Milchlcühlanordnung sind auch komfortabler zu verwirklichen. Darüber hinaus kann auch eine schnellere Anpassung an die sich verändernden Zustände innerhalb eines Melksystems erreicht werden. Die Erfindung bietet auch die Möglichkeit, bestehende Melksysteme nachzurüsten, ohne dass hierfür ein signifikant hoher Aufwand notwendig wäre. The milking parlor control can have displays and setting means which belong to the control. By transferring the set parameters, parameters can be transmitted to the tank controller. This is generally more convenient to carry out than the control itself, since the operator is predominantly in the area of the milking parlor control or when operating the herd management. The state variables of the milk cooling system can also be displayed and queried on the milking parlor control. By coordinating the milking parlor control and tank control, shorter cooling times and an improved utilization of the resources within the milk cooling arrangement are used. The setting of parameters and the recording of states of the milk cooling arrangement are also more convenient to implement. In addition, a faster adaptation to the changing conditions within a milking system can also be achieved. The invention also offers the possibility of retrofitting existing milking systems without a significantly high outlay being necessary for this.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Melkstandsteuerungmilking parlor control
Melksteuergerätmilking
MilchpumpensteuerungMilk pump control
MilchkuhlanordnungMilchkuhlanordnung
Tanksteuerungtank control
Kühltankwater cooler
Kühlaggregatcooling unit
Tanksensor tank sensor

Claims

1. Verfahren zur Bereitstellung von Daten für ein Steuerungssystem einer Milchkuhlanordnung (4) mit wenigstens einem Kühltank (6) eines Melksystems, bei dem kühltankbezogene sowie an wenigstens einigen Melkplätzen milchspezifische Daten ermittelt und diese dem Steuerungssystem zur Verfügung gestellt werden. 1. Method for providing data for a control system of a milk cooling arrangement (4) with at least one cooling tank (6) of a milking system, in which cooling tank-related data and milk-specific data are determined at at least some milking stations and these are made available to the control system.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die milchspezifischen Daten Informationen über ermolkene Milchmenge, Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit und/oder spezifische Wärmekapazität der Milch enthalten.2. The method according to claim 1, wherein the milk-specific data contain information about milked milk, temperature, flow rate and / or specific heat capacity of the milk.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die kühltankbezogenen Daten Informationen über die sich im Kühltank (6) befindende Milchmenge, Fassungsvermögen, Restkapazität, Temperatur, Kühlleistung und/oder Zustand einer Kühleinrichtung enthalten.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the cooling tank-related data contain information about the amount of milk in the cooling tank (6), capacity, remaining capacity, temperature, cooling capacity and / or condition of a cooling device.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem dem Steuerungssystem tierindividuelle Daten, gruppen- und herdenspezifische Daten, statistische Daten und/oder Melkstandsmanagementdaten bereitgestellt werden.4. The method of claim 1, 2 or 3, in which animal-specific data, group and herd-specific data, statistical data and / or milking parlor management data are provided to the control system.
5. Verfahren zur Kühlung von Milch in einer Milchkuhlanordnung (4) mit wenigstens einem Kühltank (6) und wenigstens einer Kühleinrichtung eines Melksystems mit folgenden Schritten: a) Ermittlung einer an wenigstens einem Melkstand ermolkenen Milchmenge sowie einer Temperatur der ermolkenen Milchmenge, die wenigstens teilweise in mindest einen Kühltank (6) geleitet wird; b) Bestimmung einer Milchmenge sowie einer Temperatur der Milchmenge im Kühltank (6), zu dem die ermolkenen Milchmenge geleitet wird; c) Ermittlung wenigstens einer Kenngröße aus den in Schritten a) und b) bestimmten Daten; d) Aktivierung der Kühleinrichtung, wenn mindestens eine Kenngröße außerhalb eines Toleranzfeldes liegt, insbesondere einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. 5. A method for cooling milk in a milk cooling arrangement (4) with at least one cooling tank (6) and at least one cooling device of a milking system with the following steps: a) determining a milk quantity milked at at least one milking parlor and a temperature of the milked quantity, at least partially is passed into at least one cooling tank (6); b) determining a quantity of milk and a temperature of the quantity of milk in the cooling tank (6) to which the milked quantity is directed; c) determining at least one parameter from the data determined in steps a) and b); d) activation of the cooling device if at least one parameter lies outside a tolerance field, in particular exceeds a predetermined threshold value.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem als Kenngröße die Wärmemenge der ermolkenen Milchmenge und/oder eine theoretische Mischungstemperatur im Kühltank (6) ermittelt wird.6. The method according to claim 5, in which the heat quantity of the milked amount of milk and / or a theoretical mixture temperature in the cooling tank (6) is determined as a parameter.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Temperatur der ermolkenen Milchmenge geschätzt und/oder gemessen wird.7. The method according to claim 5 or 6, wherein the temperature of the milked amount of milk is estimated and / or measured.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Temperatur der ermolkenen Milchmenge am Melkplatz und/oder am Eintritt in den Kühltank (6) bestimmt wird.8. The method according to claim 7, wherein the temperature of the milked amount of milk at the milking stall and / or at the entrance to the cooling tank (6) is determined.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem die ermolkene Milchmenge aus tierindividuellen Daten prognostiziert wird.9. The method according to any one of claims 5 to 8, in which the milked amount of milk is forecast from animal-specific data.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem die ermolkene Milchmenge direkt oder indirekt, insbesondere durch Milchmengenmessung oder aus Daten einer Milchpumpe, ermittelt wird.10. The method according to any one of claims 5 to 9, in which the milked amount of milk is determined directly or indirectly, in particular by measuring the amount of milk or from data from a milk pump.
11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10 bei dem ein erster Näherungswert für die Kenngröße aus tierindividuellen Daten ermittelt wird und die Kühleinrichtung aktiviert wird, wenn der Näherungswert außerhalb eines Toleranzfeldes liegt, insbesondere einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. 11. The method according to claim 8, 9 or 10 in which a first approximate value for the parameter is determined from animal-specific data and the Cooling device is activated when the approximate value lies outside a tolerance field, in particular exceeds a predetermined threshold value.
12. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüchen 5 bis 11, bei dem der Zeitpunkt ermittelt wird, zu dem die ermolkene Milchmenge in den Kühltank (6) gelangt.12. The method according to at least one of the preceding claims 5 to 11, in which the point in time is determined at which the milked amount reaches the cooling tank (6).
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, bei dem das Melksystem mehrere Melkplätze aufweist, wobei an wenigstens einigen Melkplätzen, vorzugsweise an allen Melkplätzen, zumindest eine Ermittlung der an den betreffenden Melkplätzen ermolkenen Milchmengen erfolgt.13. The method according to any one of claims 5 to 11, wherein the milking system has a plurality of milking places, at least a determination of the milk quantities milked at the relevant milking places being carried out at at least some milking places, preferably at all milking places.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem an den wenigstens einigen Melkplätzen die Kenngrößen ermittelt werden.14. The method according to claim 13, in which the parameters are determined at the at least some milking stations.
15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Kenngrößenermittlung zentral, vorzugsweise in einem Herdenmanagementsystem erfolgt.15. The method according to claim 13, wherein the parameter determination is carried out centrally, preferably in a herd management system.
16. Verfahren nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen 5 bis 15, bei dem in Abhängigkeit von wenigstens einer Kenngröße und/oder der zu erwartenden und/oder tatsächlich ermolkenen Milchmenge, diese in verschiedene Kühltanlcs (6) geleitet wird.16. The method according to one or more of the preceding claims 5 to 15, in which, depending on at least one parameter and / or the amount of milk to be expected and / or actually milked, this is passed into different cooling tanks (6).
17. Steuerungssystem einer Milchlcühlanordnung mit wenigstens einem Kühltank (6), wobei diese eine Signalauswerteeinrichtung aufweist, der Signale bereitgestellt werden, die kühltank- und milchspezifischen Daten von wenigstens einem Melkplatz entsprechen, und ein Stellglied aufweist, das mit der Signalauswerteeinrichtung und einer Kühleinrichtung- so zusammenwirkt, dass in Abhängigkeit von den durch die Signalauswerteeinrichtung an das Stellglied gelieferten Signalen, dieses die Kühleinrichtung betätigt. 17. Control system of a milk cooling arrangement with at least one cooling tank (6), which has a signal evaluation device which is provided with signals which correspond to cooling tank and milk-specific data from at least one milking stall, and has an actuator which has the signal evaluation device and a cooling device interacts that, depending on the signals supplied by the signal evaluation device to the actuator, this actuates the cooling device.
18. Steuerungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Melkplatz eine Melkplatzsteuerung aufweist, die ein Bestandteil des Steuerungssystems ist.18. Control system according to claim 17, characterized in that at least one milking parlor has a milking parlor control which is a component of the control system.
19. Steuerungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalauswerteeinrichtung durch eine zentrale Datenverarbeitungsanlage gebildet ist.19. Control system according to claim 17, characterized in that the signal evaluation device is formed by a central data processing system.
20. Steuerungssystem nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Herdenmanagementsystem Daten, insbesondere tierindividuelle Daten, an die Signalauswerteeinrichtung übermittelt. 20. Control system according to claim 17, 18 or 19, characterized in that a herd management system transmits data, in particular animal-specific data, to the signal evaluation device.
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